唐僧师徒继续踏上了西天取经之路，这一天傍晚，唐僧师徒四人正在寻找投宿的地方，远远的看见前面有一座大寺院，山门正上方有四个金色大字：“布金禅寺”。
山门下有很多人，挑担的、推车的、背包的、来来往往人声鼎沸，人们见到唐僧师徒四人，长相十分奇特，纷纷让开道路，让他们通过。师徒四人来到院内金刚殿前，一位年纪很大的和尚从殿内出来迎接，唐僧上前施礼，把自己的来历告诉了老和尚，老和尚听完后，忙把唐僧师徒请进室内喝茶、吃饭。
唐僧问老和尚说道：“山门前为什么有那么多的商人？”
老和尚回答说：“在前面的百脚山下，有一座鸡鸣关，这几年经常有蜈蚣精出现，挡在路上咬伤行人。只有在天亮鸡叫的时候，蜈蚣躲开了，行人才敢过关，现在天色已晚，商人们都不敢上山，全都在这里借宿。”这时饭菜已经做好，老和尚邀请唐僧师徒先用斋饭。
吃完斋饭，唐僧让孙悟空陪同一起在月光下散步，这时，一个小和尚上前通报，说是寺院的老院主要见唐僧。唐僧急忙上前迎接，两人说了一会儿话，老院主邀请唐僧和他一起去他请佛讲经的地方看看，唐僧和悟空欣然前往。
唐僧等人来到后院，走到一处石台上，唐僧感到有些累了，就坐下休息一下，突然听到有女子的哭声，声音十分悲惨，唐僧问道：“这是什么人在哭？”老院主见唐僧问起，忙把一同前来的小和尚打发回去，突然转过神来，对着唐僧跪下，唐僧连忙把老院主搀起来，问到：“老院主为什么要跪下呢？”老院主把事情的来龙去脉告诉了唐僧。
原来去年的这天晚上，老院长正在赏月，突然听到一阵风声，接着就有女子悲切的哭声，老院长急忙来到后院，看见石台上坐着一个女子，老院主便询问那女子的来历，女子回答说道：“我是天竺国的公主，正在月下赏花，突然被风吹到这里来了。”
老院主不知真假，就把这个女子锁在了一间空屋子里。又怕女子扰乱了寺内的清净，就用砖头把空房砌死，只留下了一个送饭的小洞。有僧人过来问老院长，老院长就撒谎说这是一个妖怪，让他给捆住了。这女子也十分聪明，白天时候经常发出怪叫吓人，这有到夜深人静时候，才敢哭着想念爹娘。老院长几次进城打探公主消息，都说公主在宫中并没有走丢，所以老院长更加不敢把这女子放走。
老院主讲到这里，又给唐僧跪下行礼，说道：“如今幸好高僧来到这里，希望高僧能进城和天竺国国王说明这件事情，救助这可怜的女子。”唐僧和悟空急忙答应了老院长的请求，这是天已经快亮了，三人各自回房间休息。
第二天天刚亮，就听见鸡开始打鸣，山门下的商人们开始收拾东西准备启程，唐僧师徒也赶忙收拾行装准备进城，临走时候，老院长再三叮嘱不要忘记告诉国王真相，悟空笑着说自己肯定能查明事情真相。
师徒四人很快走进了天竺国皇城，看见前面有一个驿馆，连忙走过去，驿馆的官员问清了唐僧的来历和去向，当知道唐僧要面见国王交换通关文牒时，告诉他们说道：“你们来的正好，今天我国公主要在十字街头抛绣球招驸马，国王此时还在宫殿等着消息，还没退朝，你们现在去刚好能交换文牒。”
唐僧便要孙悟空跟他一起去宫中见国王交换文牒，出了驿馆，看见大街小巷全都占满了人，都争着去看公主抛绣球，悟空也要去看看，唐僧不肯，悟空说道：“师父，你忘了老院主交给咱们的事情了么，咱们现在去彩楼就能看见公主，也能分辨出真假了。”唐僧这才答应去彩楼。
原来彩楼之上这个公主是妖精变化的，她知道唐僧取经会经过天竺国，就用妖术赶走了真公主，自己变成公主模样，要说她要抛绣球招驸马，想和唐僧成亲，用唐僧的元阳真气，自己练成太乙上仙。
假公主见唐僧来到了彩楼下，急忙抛出绣球，不偏不斜落到了唐僧头上，楼上的宫女都喊道：“打到和尚了！”旁边来抢绣球的人一拥而上，都想抢走绣球，孙悟空一个变化，变成了三丈多高的人，吓的众人四散而逃。
这时，众多宫女太监都来参拜唐僧，说道：“请贵人到宫中贺喜。”唐僧埋怨悟空捉弄他，孙悟空在唐僧耳边悄悄说：“师父，你进宫见国王说明白，要召徒弟们入宫，到时候我自由降妖的办法。”
唐僧被众宫女、太监簇拥着来到了宫殿，连忙把自己的来历告诉了国王，请求国王给他倒换文牒，他好继续西天取经。国王原本也不希望驸马是个和尚，同意放他取经，但假公主却不答应，执意要和唐僧成亲，国王只好同意，传下圣旨，给公主和唐僧举行结婚大典。
唐僧没办法了，想起了孙悟空的话，叩头奏明国王：“我的三个徒弟还在驿馆中，希望陛下能把他们叫来，交换了文牒，让他们早些去继续取经。”国王答应了，随即让人传唤孙悟空等人上殿。
不一会儿，孙悟空、猪八戒和沙僧三人来到金殿上，国王见他们相貌丑陋，心中害怕，忙问他们的来历，当得知他们是齐天大圣、天蓬元帅和卷帘大将时，忙从龙椅上站起，称呼三人为神仙。
连忙让人打扫干净御花园里的楼阁，请驸马和三位高徒去休息。四人来到住处安顿好后，唐僧就责备起悟空：“你这泼猴，现在惹了这些麻烦，该怎么办呢？”
悟空笑着回答说道：“师父放心，我早有计划，我看到这国王脸上有阴暗色，但还没看到公主，不知道是真是假。”
时间过得很快，唐僧和公主成亲的日子很快就到了，国王十分高兴，这要去御花园看看驸马，这时，一个太监跑来告诉国王说公主要见他，原来，这假公主怕在成亲时候见到孙悟空，识破她的原型，就想让国王叫人打发三位徒弟走。
孙悟空早就猜到了假公主的意图，等国王派人请他们时，他们早就收拾好了行李，来到宫殿前，国王让孙悟空把通关文牒拿出来，给他们盖印，并且给了他们很多路费，让他们早日去取经。孙悟空拿过文牒转身就要离开，吓的唐僧急忙拉住他，悟空跟唐僧使了个颜色，唐僧虽然不放心，但也只好放走他们。
三位徒弟回到了驿馆，孙悟空跟八戒和沙僧说：“你们两个在这里等着，不要出去，我去保护师父。”说完，拔下一根毫毛变成一个假悟空，而自己变成一只小蜜蜂飞回了金殿。
孙悟空很快飞到了唐僧的帽沿上，轻声叫道：“师父，我回来保护你了。”唐僧听到后，松了一口气。很快，有宫女来请唐僧去成亲，国王亲自带着唐僧来到公主住处，让唐僧和公主见面，孙悟空躲在帽沿中，一同前往。众人来到公主住处，公主出来迎接，孙悟空看到公主头上露着妖气，轻声跟唐僧说：“师父，这个公主是假的，等我现身来降妖。”
孙悟空大喊一声，现出真身，抓住假公主大喊：“妖精！你在这里假冒公主，享尽荣华富贵，居然还要伤我师父！”此时，后宫一片混乱，众人又哭又叫，慌不择路。
那妖精见被孙悟空识破，急忙拿出一根短棒来打孙悟空，两人开始大战，从地上打到天上，打得天昏地暗，全城百姓都胆战心惊。孙悟空和妖精打斗了半天也不分胜负，这时悟空把金箍棒向天上一扔，叫了声“变”，只见金箍棒一变十，十变百，百变千，在空中围着妖精打，这时妖精变难以应付，变成一道清风逃走，孙悟空急忙追赶妖精。悟空很快就赶上了妖精，两人又大战了几十回合不分胜负，那妖精一晃身，逃走了，孙悟空追到一座大山前面，找不到妖精了。
孙悟空怕妖精回天竺国伤害师父，自己回到了天竺国，从驿馆叫来八戒和沙僧，让他们保护好师父，就又回到山里寻找妖精。找了好久还是找不到妖精的住处，悟空念起咒语叫来土地、山神，向他们询问妖精的去向，两位神仙带着孙悟空来到了山顶妖精的洞穴处。
山顶处有一个大洞，洞口被两块大石头堵住了，孙悟空拿出金箍棒砸碎了门口的大石头，妖精突然从洞中跳了出来，又和孙悟空打起来。他们又打了很久，妖精马上就要抵挡不住了，孙悟空刚要挥棒打下来，突然听到天上有人大喊：“大圣，棒下留人，不要打死她。”孙悟空抬头一看，原来是天上的太阴星君和嫦娥仙子来了，太阴星君告诉悟空，这妖精原来是月亮上广寒宫里捣仙药的玉兔。
原来天竺国的真公主原来是广寒宫里的一个小仙女，因为喜欢人间的生活，就投胎到天竺国当公主，在广寒宫里，真公主曾经打过玉兔，玉兔记仇，去年下凡把真公主扔到荒郊野外，自己变成假公主。太阴星君请求孙悟空饶了玉兔的性命，孙悟空让太阴星君和嫦娥仙子带着已经变成玉兔的假公主一起回天竺国。
孙悟空等人一起驾着祥云回到天竺国时，唐僧和国王等人正在御花园等待，见到天上的几位神仙，众人连忙跪下磕头，孙悟空指着玉兔告诉了国王真相。国王急忙询问真公主在哪里，唐僧告诉他，真公主就在城外的金禅寺里。
国王带领着文武百官来到了金禅寺里接真公主，父女终于团圆。国王回宫后设宴感谢唐僧师徒，并且命令宫中的画家把唐僧师徒的容貌画下来，供奉起来。
第二天，唐僧师徒辞别了天竺国国王，继续西天取经去了。